JP6635289B2 - Wireless receiving device and received data restoring device - Google Patents

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Description

本発明は、無線受信装置および受信データ復元装置に関し、特に、MIMO(Multiple-Input and Multiple-Output)方式によってマルチキャリア伝送を行う無線通信システムに用いられる無線受信装置および受信データ復元装置に関する。   The present invention relates to a wireless receiving device and a received data restoring device, and more particularly, to a wireless receiving device and a received data restoring device used in a wireless communication system that performs multi-carrier transmission by a multiple-input and multiple-output (MIMO) method.

マルチキャリア伝送を行う無線通信システムにおいて、送信機および受信機双方の局部発振回路により生成されるキャリア周波数は、理想的には同一として設計されるが、実環境では異なる。同様に、送信機および受信機において、D/AコンバータやA/Dコンバータのサンプリング周波数も、実環境では異なる。すなわち、受信機側で処理される受信信号には、これらの周波数オフセットが含まれる。   In a wireless communication system that performs multicarrier transmission, the carrier frequencies generated by the local oscillation circuits of both the transmitter and the receiver are ideally designed to be the same, but are different in an actual environment. Similarly, in the transmitter and the receiver, the sampling frequency of the D / A converter and the A / D converter is different in an actual environment. That is, the received signal processed on the receiver side includes these frequency offsets.

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing、直交周波数分割多重)方式を用いた無線通信では、受信信号の周波数オフセットに起因してサブキャリア間の直交性が崩れるため、それに伴いキャリア間干渉が生じる。そのため、従来から、OFDM受信装置において、周波数オフセットを補正する技術が提案されている。   In wireless communication using the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method, orthogonality between subcarriers is disrupted due to a frequency offset of a received signal, thereby causing inter-carrier interference. Therefore, conventionally, a technique for correcting a frequency offset in an OFDM receiving apparatus has been proposed.

たとえば、国際公開第2007/091320号公報(特許文献1)には、GI(ガードインターバル)法を用いてシンボルの位相回転量を推定し、位相回転量から得られるキャリア周波数のオフセット量に応じて、RF部に出力する発振信号の発振周波数をアナログ補正することが開示されている。   For example, WO 2007/091320 (Patent Literature 1) discloses that a phase rotation amount of a symbol is estimated by using a GI (guard interval) method, and the symbol rotation amount is determined according to a carrier frequency offset amount obtained from the phase rotation amount. Discloses that an oscillation frequency of an oscillation signal output to an RF unit is analog-corrected.

また、特開2000−224134号公報(特許文献2)には、キャリアの周波数誤差とガードインターバル期間とに起因するシンボルの位相誤差をデジタル補正することが開示されている。   Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-224134 (Patent Document 2) discloses that digitally correcting a symbol phase error caused by a carrier frequency error and a guard interval period.

さらに、特開2006−108763号公報(特許文献3)には、送受信機間におけるサンプリング周波数のずれにより生ずるOFDMシンボルの位相変化をデジタル補正することが開示されている。   Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-108763 (Patent Document 3) discloses that a phase change of an OFDM symbol caused by a shift of a sampling frequency between a transmitter and a receiver is digitally corrected.

国際公開第2007/091320号公報International Publication No. 2007/091320 特開2000−224134号公報JP 2000-224134 A 特開2006−108763号公報JP 2006-108763 A

送信アンテナおよび受信アンテナが1対1である、いわゆるSISO(Single Input Single Output)方式を採用した無線通信システムにおいては、周波数オフセットを固定値とみなし、粗く補正するだけでも、サブキャリア間の干渉が低減される。たとえば5GHz帯のキャリア周波数を生成する装置では、5ppm程度まで補正すれば、十分な復元精度を得られることが知られている。   In a wireless communication system employing a so-called SISO (Single Input Single Output) system in which a transmitting antenna and a receiving antenna are in a one-to-one relationship, interference between subcarriers can be reduced even if the frequency offset is regarded as a fixed value and is roughly corrected. Reduced. For example, in a device that generates a carrier frequency in the 5 GHz band, it is known that sufficient restoration accuracy can be obtained by correcting the carrier frequency to about 5 ppm.

一方で、MIMO方式を採用した無線通信システムにおいては、多重ストリームによる複雑なチャネル推定と高精度なMIMOデコーディングが必要であるため、従来の周波数オフセット補正では十分な復元精度が得られない。特に、ストリーム数が多い場合には、周波数オフセットの状況やその補正精度が、MIMOデコーディングに影響を及ぼすからである。   On the other hand, in a wireless communication system that employs the MIMO method, since complex channel estimation using a multiplexed stream and highly accurate MIMO decoding are required, sufficient restoration accuracy cannot be obtained by conventional frequency offset correction. In particular, when the number of streams is large, the frequency offset situation and its correction accuracy affect MIMO decoding.

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ストリーム数が多い場合であっても、受信データの復元率を高めることのできる無線受信装置、および、受信データ復元装置を提供することである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a radio receiving apparatus capable of increasing the restoration rate of received data even when the number of streams is large, and And to provide a received data restoring device.

この発明のある局面に従う無線受信装置は、MIMO方式によってマルチキャリア伝送を行う無線通信システムに用いられる受信装置であって、複数ストリームの送信信号を受信する複数の受信アンテナと、各受信アンテナにおいて受信されたRF帯域の信号を復調し、ベースバンド帯域の信号を出力する復調手段と、ストリーム単位で、ベースバンド帯域の伝送信号をデジタル処理することによって、受信データを復元するデジタル処理手段とを備える。デジタル処理手段は、抽出手段と、推定手段と、補正手段と、変換手段とを含む。抽出手段は、伝送信号を構成するシンボルごとに、冗長部の信号を除去してデータ部の信号を抽出する。推定手段は、シンボルごとに、冗長部の信号を用いて算出されたシンボル全体の位相回転の変化量を線形近似することによって、データ部の時間単位の位相回転量を推定する。補正手段は、推定手段により推定された時間単位の位相回転量に基づいて、データ部の信号を信号ごとに個々に補正して、パケット単位で、1シンボル内および複数シンボルに亘りデータ部の信号を追従補正する。変換手段は、補正手段により補正されたデータ部の信号を、サブキャリア信号に変換する。   A wireless receiving apparatus according to an aspect of the present invention is a receiving apparatus used in a wireless communication system that performs multicarrier transmission according to a MIMO scheme, and includes a plurality of receiving antennas for receiving transmission signals of a plurality of streams, and receiving signals at each receiving antenna. Demodulation means for demodulating the obtained RF band signal and outputting a baseband signal, and digital processing means for restoring received data by digitally processing the baseband transmission signal in stream units. . The digital processing means includes an extracting means, an estimating means, a correcting means, and a converting means. The extracting means removes the signal of the redundant part for each symbol constituting the transmission signal and extracts the signal of the data part. The estimating means estimates the amount of phase rotation of the data part in time units by linearly approximating the amount of change in the phase rotation of the entire symbol calculated using the signal of the redundant part for each symbol. The correction means individually corrects the signal of the data part for each signal based on the amount of phase rotation in time units estimated by the estimation means, and outputs the signal of the data part within one symbol and over a plurality of symbols in packet units. Is corrected. The conversion means converts the data signal corrected by the correction means into a subcarrier signal.

好ましくは、補正手段は、各シンボルにおいて、時間単位の位相回転量に前のシンボルの位相回転量を加算することによって、データ部の各信号の位相ずれ補償量を算出する。補正手段は、算出した位相ずれ補償量分だけ、データ部の各信号に逆回転をかけることによって、データ部の信号を補正することが望ましい。   Preferably, in each symbol, the correction means calculates the phase shift compensation amount of each signal of the data part by adding the phase rotation amount of the previous symbol to the phase rotation amount in time units. It is desirable that the correction unit corrects the signal of the data part by applying a reverse rotation to each signal of the data part by the calculated phase shift compensation amount.

好ましくは、デジタル処理手段は、複数のストリームそれぞれに対し冗長部の信号を用いて算出される回転量の平均値として、シンボル全体の位相回転の変化量を算出する手段をさらに含む。   Preferably, the digital processing means further includes means for calculating a change amount of the phase rotation of the entire symbol as an average value of the rotation amount calculated using the signal of the redundant portion for each of the plurality of streams.

好ましくは、デジタル処理手段は、MIMO処理手段と、線形近似手段と、サブキャリア補正手段とをさらに含む。MIMO処理手段は、変換手段から得られるサブキャリア信号をストリームごとに分離して、分離後サブキャリア信号に変換する。線形近似手段は、周波数領域シンボルごとに、分離後サブキャリア信号に含まれるパイロットサブキャリアに基づき位相回転の変化量を線形近似し、一次式を算出する。サブキャリア補正手段は、線形近似手段により算出された一次式に基づいて、周波数領域シンボルごとの、分離後サブキャリア信号に含まれるデータサブキャリアそれぞれの位相ずれを算出し、位相ずれ分、データサブキャリアをそれぞれ逆回転させる。   Preferably, the digital processing means further includes a MIMO processing means, a linear approximation means, and a subcarrier correction means. The MIMO processing unit separates the subcarrier signal obtained from the conversion unit for each stream, and converts it into a separated subcarrier signal. The linear approximation unit linearly approximates the amount of change in phase rotation based on pilot subcarriers included in the separated subcarrier signal for each frequency domain symbol, and calculates a linear expression. The subcarrier correction means calculates a phase shift of each data subcarrier included in the separated subcarrier signal for each frequency domain symbol based on the linear expression calculated by the linear approximation means, The carriers are rotated in reverse.

線形近似手段は、パイロットサブキャリアそれぞれについて複数のストリームの平均値を用いて、周波数領域シンボルごとの一次式を算出することが望ましい。   It is desirable that the linear approximation unit calculates a linear expression for each frequency domain symbol using an average value of a plurality of streams for each pilot subcarrier.

この発明の他の局面に従う受信データ復元装置は、ストリーム単位で、ベースバンド帯域の伝送信号をデジタル処理することによって、受信データを復元する装置であって、抽出手段と、推定手段と、補正手段と、変換手段とを備える。抽出手段は、伝送信号を構成するシンボルごとに、冗長部の信号を除去してデータ部の信号を抽出する。推定手段は、シンボルごとに、冗長部の信号を用いて算出されたシンボル全体の位相回転の変化量を線形近似することによって、データ部の時間単位の位相回転量を推定する。補正手段は、推定手段により推定された時間単位の位相回転量に基づいて、データ部の信号を信号ごとに個々に補正して、パケット単位で、1シンボル内および複数シンボルに亘りデータ部の信号を追従補正する。変換手段は、補正手段により補正されたデータ部の信号を、サブキャリア信号に変換する。   A reception data restoration device according to another aspect of the present invention is a device for restoring reception data by digitally processing a transmission signal of a baseband in a stream unit, comprising: an extraction unit, an estimation unit, and a correction unit. And conversion means. The extracting means removes the signal of the redundant part for each symbol constituting the transmission signal and extracts the signal of the data part. The estimating means estimates the amount of phase rotation of the data part in time units by linearly approximating the amount of change in the phase rotation of the entire symbol calculated using the signal of the redundant part for each symbol. The correction means individually corrects the signal of the data part for each signal based on the amount of phase rotation in time units estimated by the estimation means, and outputs the signal of the data part within one symbol and over a plurality of symbols in packet units. Is corrected. The conversion means converts the data signal corrected by the correction means into a subcarrier signal.

本発明によれば、ストリーム数が多い場合であっても、受信データの復元率を高めることができる。   According to the present invention, the restoration rate of received data can be increased even when the number of streams is large.

本発明の実施の形態1に係るMIMO−OFDM通信システムの概要を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an outline of a MIMO-OFDM communication system according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係るMIMO−OFDM受信装置において、キャリア周波数がMIMO−OFDM送信装置のキャリア周波数と異なる場合に、受信信号が受ける影響を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining an influence on a received signal when a carrier frequency is different from a carrier frequency of a MIMO-OFDM transmitting apparatus in the MIMO-OFDM receiving apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係るMIMO−OFDM受信装置の回路構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of a MIMO-OFDM receiver according to Embodiment 1 of the present invention. 図3に示す復元処理回路の機能構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram illustrating a functional configuration of a restoration processing circuit illustrated in FIG. 3. 本発明の実施の形態1において、同期部から出力されるOFDM信号のデータ構造を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a data structure of an OFDM signal output from a synchronization unit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1において、シンボル全体の位相回転の変化量の算出方法を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for describing a method of calculating a change amount of the phase rotation of the entire symbol according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1において、シンボルごとに算出されるデータ部の信号の位相ずれを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a phase shift of a signal of a data part calculated for each symbol in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1において、シンボルごとに行われるデータ部の信号の補正方法を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a method of correcting a signal of a data portion performed for each symbol in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1において、あるパケットに対して、解析により算出された位相回転の変化を示すグラフである。7 is a graph showing a change in phase rotation calculated by analysis for a certain packet in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1における受信データ復元処理を示すフローチャートである。5 is a flowchart illustrating a received data restoration process according to the first embodiment of the present invention. キャリア周波数のオフセットがない場合とある場合とにおける、デマッピング部の出力の違いを示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a difference in output of the demapping unit between a case where there is no offset of a carrier frequency and a case where there is a carrier frequency offset. 本発明の実施の形態2に係るMIMO−OFDM受信装置において、復元処理回路の機能構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a functional configuration of a restoration processing circuit in a MIMO-OFDM receiving apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施の形態2に係るMIMO−OFDM受信装置において、サンプリング周波数がMIMO−OFDM送信装置のサンプリング周波数と異なる場合に、受信信号が受ける影響を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an influence on a received signal when a sampling frequency is different from a sampling frequency of a MIMO-OFDM transmitting apparatus in a MIMO-OFDM receiving apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 本発明の実施の形態2において実行される、周波数領域補正処理を示すフローチャートである。9 is a flowchart illustrating a frequency domain correction process executed in the second embodiment of the present invention. 図14のステップS34の処理を模式的に示す図である。FIG. 15 is a diagram schematically illustrating a process of step S34 in FIG. 14. サンプリング周波数のオフセットがある場合における、デマッピング部の出力例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an output example of a demapping unit when a sampling frequency offset exists.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated.

<実施の形態1>
はじめに、本実施の形態に係るMIMO−OFDM受信装置の概要について説明する。
<First Embodiment>
First, an outline of the MIMO-OFDM receiving apparatus according to the present embodiment will be described.

図1を参照して、MIMO−OFDM受信装置(以下「OFDM受信装置」と略す)10は、MIMO−OFDM送信装置(以下「OFDM送信装置」と略す)90から無線送信された信号を受信する。OFDM送信装置90およびOFDM受信装置10はいずれも複数本のアンテナを有しており、MIMO方式によって映像データなどのデータ伝送が行われる。本実施の形態の無線通信システムは、たとえば8×8MIMO方式を採用し、サブキャリア単位でアンテナを割り当ててストリーム伝送を行う。   Referring to FIG. 1, a MIMO-OFDM receiver (hereinafter abbreviated as “OFDM receiver”) 10 receives a signal wirelessly transmitted from a MIMO-OFDM transmitter (hereinafter abbreviated as “OFDM transmitter”) 90. . Each of the OFDM transmitter 90 and the OFDM receiver 10 has a plurality of antennas, and performs data transmission of video data and the like by the MIMO method. The wireless communication system according to the present embodiment employs, for example, the 8 × 8 MIMO scheme, and performs stream transmission by allocating antennas in subcarrier units.

この場合、OFDM送信装置90が8本のアンテナ91(91a〜91h)を備え、OFDM受信装置10が8本のアンテナ11(11a〜11h)を備える。OFDM送信装置90は、送信データを複数のストリームに分割し、アンテナ91a〜91hから異なるストリームを同時送信する。OFDM受信装置10のアンテナ11a〜11hは、OFDM送信装置90の各アンテナ91から送信されたストリームの信号列を、同時受信する。OFDM受信装置10は、各アンテナ11が受信した信号を復調し、復調後の受信信号から混ざり合ったストリームデータを分離して取り出す。   In this case, the OFDM transmitting apparatus 90 includes eight antennas 91 (91a to 91h), and the OFDM receiving apparatus 10 includes eight antennas 11 (11a to 11h). The OFDM transmitting apparatus 90 divides transmission data into a plurality of streams, and simultaneously transmits different streams from the antennas 91a to 91h. The antennas 11a to 11h of the OFDM receiver 10 simultaneously receive the signal sequence of the stream transmitted from each antenna 91 of the OFDM transmitter 90. The OFDM receiving apparatus 10 demodulates a signal received by each antenna 11, and separates and extracts mixed stream data from the demodulated received signal.

OFDM受信装置10およびOFDM送信装置90は、直角位相振幅変調方式を採用し、たとえば256QAM、64QAM、16QAM、QPSKのうちのいずれか1つの変調方式が選択的または固定的に用いられる。   The OFDM receiving apparatus 10 and the OFDM transmitting apparatus 90 employ a quadrature amplitude modulation scheme. For example, any one of 256 QAM, 64 QAM, 16 QAM, and QPSK is selectively or fixedly used.

OFDM受信装置10は、復調後の受信信号をデジタル処理することによってデータを復元する。そのため、デジタル回路に入力される受信信号に歪みがあると、正しいデータを取り出すことができない。このことについて、図2を参照しながら説明する。なお、図2においては、理解の容易のためにアンテナ数(ストリーム数)が1対1の場合のデータ伝送を例にしている。   The OFDM receiver 10 restores data by digitally processing the received signal after demodulation. Therefore, if the received signal input to the digital circuit has distortion, correct data cannot be extracted. This will be described with reference to FIG. In FIG. 2, data transmission in the case where the number of antennas (the number of streams) is one-to-one is illustrated for ease of understanding.

図2を参照して、OFDM送信装置90のアンテナ91からRF帯域の信号(以下「RF信号」という)r(t)が送信される。RF信号r(t)は、キャリアCWをベースバンド帯域の信号x(t)で変調することによって生成される。具体的には、RF信号r(t)は、キャリアCWに信号x(t)を乗算することで得られる。 Referring to FIG. 2, an RF band signal (hereinafter, referred to as “RF signal”) r (t) is transmitted from antenna 91 of OFDM transmitting apparatus 90. RF signal r (t) is generated by modulating a carrier CW 1 at baseband of the signal x (t). Specifically, RF signal r (t) obtained by multiplying the signal x (t) to a carrier CW 1.

OFDM受信装置10は、アンテナ11において受信したRF信号r(t)を復調してベースバンド帯域の受信信号y(t)を取り出す。受信信号y(t)は、RF信号r(t)にキャリアCWを乗算することで得られる。 The OFDM receiver 10 demodulates the RF signal r (t) received by the antenna 11 and extracts a baseband received signal y (t). Received signal y (t) is obtained by multiplying the carrier CW 2 into an RF signal r (t).

理想的には、送信側のキャリア周波数fcと受信側のキャリア周波数fcとが同じ値fcであるため、送信側のキャリアCWおよび受信側のキャリアCWは、
として表される。
Ideally, the carrier frequency fc 1 on the transmitting side and the carrier frequency fc 2 on the receiving side have the same value fc. Therefore, the carrier CW 1 on the transmitting side and the carrier CW 2 on the receiving side are:
It is expressed as

この場合、次式(1)で表わされるように、受信信号y(t)は送信信号x(t)と同じである。   In this case, the reception signal y (t) is the same as the transmission signal x (t) as represented by the following equation (1).

しかしながら、実環境においては、送信機側のキャリア周波数fcと受信機側のキャリア周波数fcとが同じ値fcとならず、送信機側のキャリアCWおよび受信機側のキャリアCWは、
として表される。
However, in a real environment, the carrier frequency fc 1 on the transmitter side and the carrier frequency fc 2 on the receiver side do not have the same value fc, and the carrier CW 1 on the transmitter side and the carrier CW 2 on the receiver side are:
It is expressed as

この場合、受信信号y(t)は送信信号x(t)と同じにならず、次式(2)で表わされるように、受信信号y(t)には、送信機側のキャリア周波数fcと受信機側のキャリア周波数fcとの差、すなわちオフセットΔfの誤差が乗ってしまう。つまり、受信信号y(t)は位相回転する。 In this case, the received signal y (t) does not become the same as the transmitted signal x (t), and as shown by the following equation (2), the received signal y (t) includes the carrier frequency fc 1 on the transmitter side. the difference between the carrier frequency fc 2 of the receiver side, i.e. will ride error offset Delta] f. That is, the phase of the received signal y (t) is rotated.

そこで、本実施の形態に係るOFDM受信装置10は、キャリア周波数オフセットΔfに起因する位相回転を補償する機能を有している。以下に、このような機能を有するOFDM受信装置10の構成および動作について、詳細に説明する。 Therefore, OFDM receiver 10 according to the present embodiment has a function of compensating for phase rotation caused by carrier frequency offset Δf. Hereinafter, the configuration and operation of the OFDM receiver 10 having such a function will be described in detail.

(構成について)
図3は、本実施の形態に係るOFDM受信装置10の回路構成を概略的に示すブロック図である。なお、図3には、8本のアンテナ11a〜11hのうち2本のアンテナ11a,11bが受信するRF信号から受信データ1,2をそれぞれ復元するのに必要な構成が、代表的に示されている。
(About configuration)
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a circuit configuration of OFDM receiving apparatus 10 according to the present embodiment. FIG. 3 representatively shows a configuration necessary for restoring received data 1 and 2 from RF signals received by two antennas 11a and 11b among eight antennas 11a to 11h, respectively. ing.

図3を参照して、OFDM受信装置10は、各受信アンテナ11で受信したRF信号を増幅するローノイズアンプ(LNA)12(12a,12b,・・・)と、キャリアを生成する局部発振回路14と、キャリアを元にRF信号を復調し、アナログOFDM信号を取り出す直交復調器13(13a,13b,・・・)とを備える。本実施の形態では、各チャネルに生じる周波数の揺らぎを一様にするため、アナログRF回路には、局部発振回路14が1つだけ設けられている。OFDM送信装置90においても同様に、1つの局部発振回路のみが設けられている。局部発振回路14は、水晶発振器(OSC)21、位相同期回路(PLL)22、および電圧制御発振器(VCO)23で構成される。   Referring to FIG. 3, OFDM receiving apparatus 10 includes a low noise amplifier (LNA) 12 (12a, 12b,...) For amplifying an RF signal received by each receiving antenna 11, and a local oscillation circuit 14 for generating a carrier. And a quadrature demodulator 13 (13a, 13b,...) For demodulating an RF signal based on a carrier and extracting an analog OFDM signal. In the present embodiment, only one local oscillation circuit 14 is provided in the analog RF circuit in order to make the frequency fluctuation occurring in each channel uniform. Similarly, in the OFDM transmitting apparatus 90, only one local oscillation circuit is provided. The local oscillation circuit 14 includes a crystal oscillator (OSC) 21, a phase locked loop (PLL) 22, and a voltage controlled oscillator (VCO) 23.

OFDM受信装置10は、さらに、アナログOFDM信号をデジタルOFDM信号に変換する一対のA/Dコンバータ(ADC)15(15a,15b,・・・)と、変換したデジタルOFDM信号をデジタル処理することによって受信データを取り出す復元処理回路30(30a,30b,・・・)とを備える。アンテナ11の個数(ストリーム数)分の復元処理回路30は、デジタル処理手段としてのデジタル受信回路16に搭載される。デジタル受信回路16には、各A/Dコンバータ15に対し、サンプリングクロックを与える発振回路24が1つ含まれる。   The OFDM receiver 10 further includes a pair of A / D converters (ADCs) 15 (15a, 15b,...) For converting an analog OFDM signal into a digital OFDM signal, and digitally processing the converted digital OFDM signal. And a restoration processing circuit 30 (30a, 30b,...) For extracting received data. The restoration processing circuits 30 for the number of antennas 11 (the number of streams) are mounted on the digital reception circuit 16 as digital processing means. The digital receiving circuit 16 includes one oscillation circuit 24 that supplies a sampling clock to each A / D converter 15.

復元処理回路30の詳細な機能構成は、図4に示されている。図4を参照して、各復元処理回路30は、同期部31と、GI除去部32と、位相回転補償部33と、FFT部34と、MIMO処理部35と、デマッピング部36と、デインターリーブ部37と、ビタビ復号部38と、デスクランブル部39とを含む。   The detailed functional configuration of the restoration processing circuit 30 is shown in FIG. Referring to FIG. 4, each restoration processing circuit 30 includes a synchronization unit 31, a GI removal unit 32, a phase rotation compensation unit 33, an FFT unit 34, a MIMO processing unit 35, a demapping unit 36, An interleaving section 37, a Viterbi decoding section 38, and a descrambling section 39 are included.

同期部31は、A/Dコンバータ15からデジタルOFDM信号(伝送信号)を受信する。同期部31は、OFDM送信装置90とOFDM受信装置10との間でデータの同期を取って、デジタルOFDM信号に含まれるシンボルの位置を決定する。OFDM信号は、図5に示されるように、プリアンブル51と、複数個(たとえば20個)のシンボル52とで構成されている。各シンボル52は、冗長部としてのGI(ガードインターバル)部61と、データ部62とで構成されている。GI部61の信号は、データ部62の後端部620の信号が複写されることによって生成された冗長信号である。   The synchronization unit 31 receives a digital OFDM signal (transmission signal) from the A / D converter 15. Synchronizing section 31 synchronizes data between OFDM transmitting apparatus 90 and OFDM receiving apparatus 10 to determine the position of a symbol included in a digital OFDM signal. As shown in FIG. 5, the OFDM signal includes a preamble 51 and a plurality (for example, 20) of symbols 52. Each symbol 52 includes a GI (guard interval) section 61 as a redundant section and a data section 62. The signal of the GI section 61 is a redundant signal generated by copying the signal of the rear end 620 of the data section 62.

GI除去部32は、シンボル52からGI部61を除去し、データ部62の信号(有効OFDM信号)を抽出する。FFT部34は、有効OFDM信号を、フーリエ変換でデータ列に変換する。つまり、各シンボル52の有効OFDM信号を、サブキャリア信号に変換し、チャネル等化する。なお、GI除去部32およびFFT部34の機能は、共通の回路によって実現されてもよい。   The GI removing section 32 removes the GI section 61 from the symbol 52 and extracts a signal (valid OFDM signal) of the data section 62. The FFT unit 34 converts the effective OFDM signal into a data string by Fourier transform. That is, the effective OFDM signal of each symbol 52 is converted into a subcarrier signal, and channel equalization is performed. The functions of the GI removing unit 32 and the FFT unit 34 may be realized by a common circuit.

MIMO処理部35は、MIMO検出およびMIMO等化を行う。具体的には、FFT部34から得られるサブキャリア信号に基づき、公知のMIMO検出により伝搬路の推定を行い、ウェイト行列を算出する。また、算出したウェイト行列の逆行列をデータ信号に乗算して、必要な信号(送信信号)のみを分離して取り出す。つまり、MIMO処理部35によって、サブキャリア信号が、ストリームごとに分離される。この分離後のサブキャリア信号を、ここでは「分離後サブキャリア信号」という。なお、MIMO処理部35は、デジタル受信回路16に含まれる複数の復元処理回路30に跨って配置される。   The MIMO processing unit 35 performs MIMO detection and MIMO equalization. Specifically, based on the subcarrier signal obtained from the FFT unit 34, the propagation path is estimated by known MIMO detection, and a weight matrix is calculated. Further, the data signal is multiplied by the inverse matrix of the calculated weight matrix, and only necessary signals (transmission signals) are separated and extracted. That is, the MIMO processing unit 35 separates the subcarrier signal for each stream. This separated subcarrier signal is herein referred to as “separated subcarrier signal”. Note that the MIMO processing unit 35 is arranged across a plurality of restoration processing circuits 30 included in the digital reception circuit 16.

デマッピング部36は、複素平面上の信号点の配置、すなわち分離後サブキャリア信号の位相と振幅の情報を、デジタルビット列に変換する。デインターリーブ部37は、通信時に発生したデータの誤りを訂正する。ビタビ復号部38は、送信時に符号化されたデータをビタビアルゴリズムに基づいて復号する。デスクランブル部39は、送信時にランダムに変換されたデータ列を元に戻し、受信データを取り出す。デスクランブル部39で取り出された受信データが、各復元処理回路30から出力される。   The demapping unit 36 converts the arrangement of signal points on the complex plane, that is, the phase and amplitude information of the separated subcarrier signal into a digital bit string. The deinterleave unit 37 corrects data errors that occur during communication. The Viterbi decoding unit 38 decodes data encoded at the time of transmission based on the Viterbi algorithm. The descrambling unit 39 restores the data string that was randomly converted at the time of transmission, and extracts the received data. The received data extracted by the descrambling unit 39 is output from each restoration processing circuit 30.

本実施の形態では、上述のように、復元処理回路30は位相回転補償部33を含んでいる。位相回転補償部33は、同期部31とFFT部34との間に配置されており、時間領域において、有効OFDM信号の位相回転を補償する。つまり、図2に示した受信信号y(t)を補正する。   In the present embodiment, as described above, the restoration processing circuit 30 includes the phase rotation compensation unit 33. The phase rotation compensation unit 33 is arranged between the synchronization unit 31 and the FFT unit 34, and compensates for the phase rotation of the effective OFDM signal in the time domain. That is, the received signal y (t) shown in FIG. 2 is corrected.

図11は、キャリア周波数のオフセットΔfがない場合とある場合とにおけるデマッピング部36の出力の違いを示す図である。   FIG. 11 is a diagram showing a difference between the output of the demapping unit 36 when there is no carrier frequency offset Δf and when there is a carrier frequency offset Δf.

図11(A)にはオフセットΔfがない場合の理想的な出力例が示され、図11(B)にはオフセットΔfがある場合の出力例が示されている。図11では、8×8MIMO方式で1パケットのデータをQPSK伝送したときの、全ての分離後サブキャリア信号におけるデータ値がプロットされている。受信1〜受信8はそれぞれ、アンテナ11a〜11hで受信するストリームの伝送データを表わしている。1パケットにたとえば20シンボル含まれる場合、伝送時系列としては、受信1〜受信8は同時に、シンボル1のデータ、シンボル2のデータ、・・・、シンボル20のデータを順に受信する。   FIG. 11A shows an ideal output example when there is no offset Δf, and FIG. 11B shows an output example when there is an offset Δf. FIG. 11 plots the data values of all the separated subcarrier signals when one packet of data is QPSK-transmitted by the 8 × 8 MIMO method. Reception 1 to reception 8 represent transmission data of streams received by the antennas 11a to 11h, respectively. If one packet includes, for example, 20 symbols, as the transmission time series, reception 1 to reception 8 simultaneously receive symbol 1 data, symbol 2 data,...

図11(A)の理想的な出力例では、どの伝送データにおいてもプロット値は一定であるのに対し、キャリア周波数オフセットΔfがあると、有効OFDM信号の位相回転の影響を受けるため、図11(B)の出力例に示すようにプロット値が変化する。図11(B)のような出力値のままデータを復元すると、正しい受信データが取り出せない。なお、図11(B)の出力例においては、アナログRF回路の雑音の影響により、プロット点にばらつきが生じている。   In the ideal output example of FIG. 11A, the plot value is constant for any transmission data, but if there is a carrier frequency offset Δf, it is affected by the phase rotation of the effective OFDM signal. The plot value changes as shown in the output example of FIG. If the data is restored with the output value as shown in FIG. 11B, correct received data cannot be extracted. In the output example of FIG. 11B, the plot points vary due to the influence of noise of the analog RF circuit.

本実施の形態では、局部発振回路14の水晶発振器21として、市販されている水晶発振器の中でも比較的高性能のものが搭載されており、キャリア周波数の精度は0.5ppm程度まで向上されている。アナログRF回路での周波数オフセットΔfを0.5ppm程度まで向上させると、デバイスの安定性に起因した、僅かな周波数揺らぎが顕在化する。   In the present embodiment, as the crystal oscillator 21 of the local oscillation circuit 14, a commercially available crystal oscillator having a relatively high performance is mounted, and the accuracy of the carrier frequency is improved to about 0.5 ppm. . When the frequency offset Δf in the analog RF circuit is increased to about 0.5 ppm, a slight frequency fluctuation due to the stability of the device becomes apparent.

このような僅かな周波数揺らぎは、アナログRF回路において調整可能な最小ステップ以下の揺らぎであり、SISO方式では問題とならないが、MIMO方式においてはデータ復元率に影響する。たとえば8×8MIMO方式では、アナログRF回路で向上させた周波数オフセットΔfの1/10程度(0.05ppm)にまで補正することが求められる。   Such a small frequency fluctuation is a fluctuation smaller than the minimum step that can be adjusted in the analog RF circuit and does not cause any problem in the SISO system, but affects the data restoration rate in the MIMO system. For example, in the 8 × 8 MIMO system, it is required to correct the frequency offset to about 1/10 (0.05 ppm) of the frequency offset Δf improved by the analog RF circuit.

本実施の形態の位相回転補償部33は、送受信機間のこのような僅かな周波数揺らぎ(以下「動的周波数オフセット」ともいう)の影響を低減させるため、次のような処理を行う。   The phase rotation compensator 33 of the present embodiment performs the following processing in order to reduce the influence of such a slight frequency fluctuation between the transmitter and the receiver (hereinafter also referred to as “dynamic frequency offset”).

位相回転補償部33は、まず、シンボル52ごとに、GI部61の信号を用いてシンボル52全体の位相回転の変化量θを算出する。この算出方法については、図6を参照して説明する。 First, the phase rotation compensator 33 calculates, for each symbol 52, the amount of phase rotation change θ T of the entire symbol 52 using the signal of the GI unit 61. This calculation method will be described with reference to FIG.

図6に示されるように、各シンボル52において、GI部61は、TGIポイント分のガードインターバルデータを含み、データ部62は、Tsymポイント分の有効データを含んでいる。一例として、データ部62の全ポイント数が160であり、TGIポイントが32ポイント、Tsymポイントが128ポイントであると仮定する。Tsymポイント分の有効データのうちの後端部620のTGIポイントにも、ガードインターバルデータと同じデータが含まれるため、GI部61のあるデータyGI(t)と、そのデータよりTsymポイント後のデータydata(t)とは同じである。そのため、これらのデータyGI(t)とデータydata(t)とを比較することによって、シンボル52ごとに、Tsymポイント単位(つまり全体)の有効OFDM信号の位相回転の変化量θが算出可能である。 As shown in FIG. 6, in each symbol 52, the GI section 61 includes guard interval data for T GI points, and the data section 62 includes valid data for T sym points. Assume as an example, the total number of points in the data portion 62 is 160, T GI point is 32 points, and T sym point is 128 points. Since the same data as the guard interval data is also included in the T GI point at the rear end portion 620 of the valid data for the T sym point, there is a certain data y GI (t) in the GI section 61 and a T sym based on the data. This is the same as the data y data (t) after the point. Therefore, by comparing the data y GI (t) with the data y data (t), the change amount θ T of the phase rotation of the effective OFDM signal in units of T sym points (that is, the whole) for each symbol 52 is calculated. It can be calculated.

具体的には、GI部61の比較データyGI(t)をs(t)とすると、TSYMポイント分離れたデータ部の比較データydata(t)は、位相回転の影響を受けるため、次式(3)で表わされる。 Specifically, assuming that the comparison data y GI (t) of the GI section 61 is s (t), the comparison data y data (t) of the data section separated by T SYM points is affected by the phase rotation. It is represented by the following equation (3).

比較データyGI(t)およびydata(t)は複素数であり、比較データyGI(t)と、その複素共役yGI(t)とを乗算すると、乗算後の信号d(t)は、次式(4)で表わされ、複素平面上での信号の回転が得られる。 The comparison data y GI (t) and y data (t) are complex numbers. When the comparison data y GI (t) is multiplied by its complex conjugate y GI (t) * , the signal d (t) after the multiplication is The rotation of the signal on the complex plane is obtained by the following equation (4).

シンボル52ごとのTsym当たりの位相回転の変化量θは、ストリーム1〜8の回転量d(t)の平均値として求められる。すなわち、1シンボル全体の位相回転の変化量θは、次式(5)によって表わされる。この式(5)より、キャリア周波数オフセットΔfは、θ/2πTsymとして表すことができる。 The change amount θ T of the phase rotation per T sym for each symbol 52 is obtained as an average value of the rotation amounts d (t) of the streams 1 to 8. That is, the change amount θ T of the phase rotation of one symbol as a whole is expressed by the following equation (5). From this equation (5), the carrier frequency offset Δf can be expressed as θ T / 2πT sym .

なお、ガードインターバルデータはマルチパスフェージングによるシンボル52間の干渉の影響を抑えるために挿入されるデータであることから、シンボル52の端のデータ、すなわち連続するシンボル52の境界付近のデータは、信頼性が低い。したがって、GI部61およびデータ部62の後端部620のいずれにおいても、中央部のデータのみを比較データとして用いる。中央部のデータとは、各部の両端1ポイント分以上のデータをそれぞれ除いたデータであって、たとえば、両端の8ポイント分のデータをそれぞれ除いたデータである。この場合、GI部61のポイント9〜24のデータが、それぞれGI部61の比較データyGI(t)となり、データ部62の後端部620のポイント137〜152のデータが、それぞれデータ部62の比較データydata(t)となる。比較に用いるデータは、GI部61およびデータ部62の後端部620共に、1ポイント分のデータであってもよい。 Since the guard interval data is data inserted to suppress the influence of interference between the symbols 52 due to multipath fading, data at the end of the symbol 52, that is, data near the boundary between consecutive symbols 52, is Poor. Therefore, in both the GI section 61 and the rear end section 620 of the data section 62, only the data at the center is used as comparison data. The data at the center is data excluding data at one point or more at both ends of each part, for example, data excluding data at eight points at both ends. In this case, the data at points 9 to 24 of the GI section 61 becomes the comparison data y GI (t) of the GI section 61, respectively, and the data at points 137 to 152 at the rear end 620 of the data section 62 correspond to the data section 62, respectively. Is the comparison data y data (t). The data used for the comparison may be one point of data for both the GI section 61 and the rear end 620 of the data section 62.

次に、位相回転補償部33は、シンボル52全体の位相回転の変化量θを線形近似することによって、図7に示すデータ部62の各信号y(t)の位相ずれθ(t)´を算出する。上述のように、アナログRF回路でのキャリア周波数オフセットを0.5ppm程度まで向上させると、1シンボル52内での周波数オフセットの変化が緩やかになるため、1シンボル52内における1t当たりの位相回転量を、θ/Tsymとみなすことができる(Tsym=128)。したがって、1シンボル52内において、データ部62の各信号y(t)の位相ずれθ(t)´は、次式(6)で表わされる。 Next, the phase rotation compensator 33 linearly approximates the change amount θ T of the phase rotation of the entire symbol 52 to thereby obtain the phase shift θ (t) ′ of each signal y (t) of the data unit 62 shown in FIG. Is calculated. As described above, when the carrier frequency offset in the analog RF circuit is improved to about 0.5 ppm, the change in the frequency offset within one symbol 52 becomes gradual, so the phase rotation amount per t within one symbol 52 Can be regarded as θ T / T sym (T sym = 128). Therefore, within one symbol 52, the phase shift θ (t) ′ of each signal y (t) of the data section 62 is expressed by the following equation (6).

1つのシンボル52のみに注目した場合、データ部62の各受信信号y(t)を、位相ずれθ(t)´分だけ逆回転をかけることで、補正後の受信信号(以下「補正信号」という)y^(t)が得られる。つまり、データ部62の受信信号y(1)〜y(128)は、一例として、次のように、信号ごとに個々に補正される。   When attention is focused on only one symbol 52, each received signal y (t) of the data section 62 is reversely rotated by a phase shift θ (t) ′ to obtain a corrected received signal (hereinafter, “correction signal”). Y) (t) is obtained. That is, the received signals y (1) to y (128) of the data unit 62 are individually corrected for each signal as follows, for example.

しかしながら、本実施の形態のようにMIMO方式の無線通信の場合、シンボル52内の位相ずれθ(t)´だけを用いて受信信号y(t)の補正を行うだけでは不十分である。動的周波数オフセットは、複数のシンボル52に亘って影響しているためである。   However, in the case of the MIMO wireless communication as in the present embodiment, it is not sufficient to simply correct the received signal y (t) using only the phase shift θ (t) ′ in the symbol 52. This is because the dynamic frequency offset affects over a plurality of symbols 52.

そのため、本実施の形態の位相回転補償部33は、各シンボル52において算出した信号ごとの位相ずれθ(t)´に基づいて、1シンボル52内および複数シンボル52に亘り受信信号y(t)を追従補正することとしている。つまり、パケットを1単位として、前のシンボル52の受信信号y(t)の補正に追従して、次のシンボル52における受信信号y(t)の補正を行う。   Therefore, based on the phase shift θ (t) ′ for each signal calculated in each symbol 52, the phase rotation compensator 33 of the present embodiment calculates the reception signal y (t) within one symbol 52 and over a plurality of symbols 52. Is to be corrected. That is, the correction of the received signal y (t) of the next symbol 52 is performed following the correction of the received signal y (t) of the previous symbol 52 in units of packets.

この場合、n番目のシンボル52の各受信信号y(t)の補正に用いる位相ずれθ(t)は、n番目のシンボル52の時間単位の位相回転量θTn/Tsymに、それよりも前(1番目〜n−1番目)のシンボル52の位相回転量を加算した値とする。このような、前のシンボル52の位相回転量を加算して得られる位相ずれθ(t)を、ここでは「位相ずれ補償量θ(t)」という。 In this case, the n-th phase shift is used for correction of the received signal y n (t) of the symbol 52 theta n (t) is, n-th time unit of a symbol 52 of the phase rotation amount θ Tn / T sym, it A value obtained by adding the amount of phase rotation of the symbol 52 before (first to (n-1) th) symbols. Such a phase shift θ n (t) obtained by adding the phase rotation amount of the previous symbol 52 is herein referred to as “phase shift compensation amount θ n (t)”.

このような受信信号y(t)の追従補正について、図8を参照して具体的に説明する。GI法によって算出されたシンボル1,2,3,…の全体(128t当たり)の位相回転の変化量を、それぞれ、θT1,θT2,θT3,・・・とする。この場合、各パケットにおいて、最初のシンボル1の位相ずれ補償量θ(t)は、上記式(6)と同様に、シンボル1の1t当たりの位相回転量(θT1/Tsym)・tのみに基づいて算出される。つまり、シンボル1の位相ずれ補償量θ(t)は、
として表される。したがって、あるパケットにおいて最初のシンボル1の有効OFDM信号の各データの補正は、シンボル1内においてのみ行われる。
Such tracking correction of the received signal y (t) will be specifically described with reference to FIG. The amounts of change in the phase rotation of the whole symbols (per 128 t) of the symbols 1, 2, 3,... Calculated by the GI method are θ T1 , θ T2 , θ T3,. In this case, in each packet, the phase shift compensation amount θ 1 (t) of the first symbol 1 is equal to the phase rotation amount (θ T1 / T sym ) · t per 1 t of the symbol 1 as in the above equation (6). It is calculated based on only That is, the phase shift compensation amount θ 1 (t) of the symbol 1 is
It is expressed as Therefore, the correction of each data of the effective OFDM signal of the first symbol 1 in a certain packet is performed only within the symbol 1.

一方、シンボル1の次のシンボル2の位相ずれ補償量θ(t)は、シンボル2の1t当たりの位相回転量((θT2/Tsym)・t)に、その前のシンボル1の位相回転量((θT1/Tsym)・128)を加算して算出される。したがって、シンボル2の位相ずれ補償量θ(t)は、
として表され、シンボル2内の位相ずれθ(t)´に、1つ前のシンボル1全体の位相ずれ補償量θ(128)を乗算することで算出される。
On the other hand, the phase shift compensation amount θ 2 (t) of the symbol 2 following the symbol 1 is calculated by adding the phase rotation amount ((θ T2 / T sym ) · t) per t of the symbol 2 to the phase of the symbol 1 preceding the symbol 2. It is calculated by adding the amount of rotation ((θ T1 / T sym ) · 128). Therefore, the phase shift compensation amount θ 2 (t) of the symbol 2 is
The phase shift θ 2 (t) ′ in the symbol 2 is calculated by multiplying the phase shift compensation amount θ 1 (128) of the previous symbol 1 as a whole.

同様に、シンボル2の次のシンボル3の位相ずれ補償量θ(t)は、シンボル3の1t当たりの位相回転量((θT3/Tsym)・t)に、その前のシンボル1,2の位相回転量((θT1/Tsym)・128),(θT2/Tsym)・128))を加算して算出される。したがって、シンボル3の位相ずれ補償量θ(t)は、
として表され、シンボル3内の位相ずれθ(t)´に、1つ前のシンボル2全体の位相ずれ補償量θ(128)を乗算することで算出される。
Similarly, the phase shift compensation amount θ 3 (t) of the symbol 3 next to the symbol 2 is calculated by adding the phase rotation amount ((θ T3 / T sym ) · t) per t of the symbol 3 to the symbol 1 before the symbol 1 2 ((θ T1 / T sym ) · 128) and (θ T2 / T sym ) · 128)). Therefore, the phase shift compensation amount θ 3 (t) of the symbol 3 is
And is calculated by multiplying the phase shift compensation amount θ 2 (128) of the entire previous symbol 2 by the phase shift θ 3 (t) ′ in the symbol 3.

以上より、シンボルnにおいて、t=1〜Tsymのデータ(受信信号)を補正する場合、位相ずれ補償量θn(t)は、次式(7)により表わされ、各データの補正信号y(t)^は、次式(8)により表わされる。このようにして得られる各データの補正信号y(t)^は、理想的には、OFDM送信装置90から送信された元の送信信号x(t)に相当または近似する。 As described above, when correcting data (received signal) of t = 1 to T sym in the symbol n, the phase shift compensation amount θn (t) is expressed by the following equation (7), and the correction signal y of each data is obtained. n (t) } is represented by the following equation (8). The correction signal y n (t) } of each data obtained in this way ideally corresponds to or approximates the original transmission signal x n (t) transmitted from the OFDM transmitter 90.

なお、式(7)の算出式は、シンボルnにおけるキャリア周波数オフセットΔfを用いた次式(9)と同義である。 Note that the calculation formula of Expression (7) is synonymous with the following Expression (9) using the carrier frequency offset Δf n in the symbol n.

図9のグラフには、あるパケットにおいて、解析により算出した位相回転の変化が時間軸に沿って示されている。このグラフの傾きの変化から、1シンボル52内および複数のシンボル52に亘ってキャリア周波数オフセットΔfが動的に変化していることが分かる。   In the graph of FIG. 9, the change of the phase rotation calculated by analysis in a certain packet is shown along the time axis. From the change in the slope of this graph, it can be seen that the carrier frequency offset Δf dynamically changes within one symbol 52 and over a plurality of symbols 52.

このように、本実施の形態によれば、シンボルごとに算出される、1シンボル内および複数シンボルに亘る位相ずれ補償量θ(t)を用いて、データ部の信号が個々に補正される。これにより、パケットごとに、最初のシンボル1を基準として、複数シンボルの位相回転が統制的に補償される。したがって、キャリア周波数の僅かな揺らぎに起因した受信信号の歪みを低減することができる。その結果、MIMO−OFDM信号の復元率を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the signals in the data section are individually corrected using the phase shift compensation amount θ (t) within one symbol and over a plurality of symbols calculated for each symbol. Thereby, the phase rotation of a plurality of symbols is systematically compensated for each packet with reference to the first symbol 1. Therefore, it is possible to reduce distortion of the received signal due to slight fluctuation of the carrier frequency. As a result, the restoration rate of the MIMO-OFDM signal can be improved.

また、シンボル52全体の位相回転の変化量θとして、複数ストリームの回転量d(t)の平均値が用いられるため、ストリームごとに位相回転の変化量を算出して各ストリームの受信信号を補正するよりも、回路規模を小さくすることができる。 Since the average value of the rotation amounts d (t) of a plurality of streams is used as the phase rotation change amount θ T of the entire symbol 52, the phase rotation change amount is calculated for each stream, and the received signal of each stream is calculated. The circuit scale can be reduced as compared with the correction.

(動作について)
本実施の形態に係るOFDM受信装置10の動作について説明する。
(About operation)
The operation of OFDM receiving apparatus 10 according to the present embodiment will be described.

図10は、本発明の実施の形態1においてOFDM受信装置10のデジタル受信回路16が実行する受信データ復元処理を示すフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart illustrating a received data restoration process performed by the digital receiving circuit 16 of the OFDM receiving apparatus 10 according to Embodiment 1 of the present invention.

図10を参照して、同期部31は、タイミング同期により、受信したOFDM信号に含まれるシンボルの位置を決定する(ステップS(以下「S」と略す)2)。具体的には、OFDM信号に含まれる複数のシンボル52が順に切出される。   Referring to FIG. 10, synchronization section 31 determines the position of a symbol included in the received OFDM signal by timing synchronization (step S (hereinafter abbreviated as “S”) 2). Specifically, a plurality of symbols 52 included in the OFDM signal are sequentially cut out.

位相回転補償部33は、シンボル52ごとに、GI部61の信号(一部)とコピー元であるデータ部62の後端部620の信号(一部)とを抽出する(S4)。   The phase rotation compensator 33 extracts, for each symbol 52, the signal (part) of the GI part 61 and the signal (part) of the rear end 620 of the data part 62 that is the copy source (S4).

位相回転補償部33は、S4で抽出した2つの信号から、上記した式(4)および式(5)に基づいて、シンボル52ごとにその全体の位相回転の変化量θTnを算出する(S5)。また、シンボル52ごとに、全体の位相回転の変化量θTnを線形近似することによって、シンボル52内における時間単位の位相ずれθ(t)´を推定(算出)する(S6)。 From the two signals extracted in S4, the phase rotation compensator 33 calculates the total phase rotation change amount θ Tn for each symbol 52 based on the above-described equations (4) and (5) (S5). ). Further, for each symbol 52, a phase shift θ n (t) ′ in units of time within the symbol 52 is estimated (calculated) by linearly approximating the change amount θ Tn of the entire phase rotation (S6).

その後、位相回転補償部33は、1番目のシンボル52から順に、上記した式(7)によってシンボル52間に亘る位相ずれ補償量θ(t)を算出する(S7)。すなわち、S6で算出した、シンボル52内の位相ずれθ(t)´に、1つ前のシンボル52の位相ずれ補償量θn−1(Tsym)を乗算することによって、データ部62の各信号の、シンボル内およびシンボル間に亘る位相ずれ補償量θ(t)が算出される。 Thereafter, the phase rotation compensator 33 calculates the phase shift compensation amount θ n (t) between the symbols 52 in accordance with the above equation (7) in order from the first symbol 52 (S7). That is, by multiplying the phase shift θ n (t) ′ in the symbol 52 calculated in S6 by the phase shift compensation amount θ n−1 (T sym ) of the immediately preceding symbol 52, the data portion 62 The phase shift compensation amount θ n (t) within each symbol and between symbols is calculated for each signal.

位相回転補償部33のこれらの処理と並行して、または直列的に、GI除去部32が、シンボル52内のGI部61を除去し、データ部62の有効OFDM信号のみを抽出する(S8)。   The GI remover 32 removes the GI part 61 in the symbol 52 and extracts only the effective OFDM signal of the data part 62 in parallel or in series with these processes of the phase rotation compensator 33 (S8). .

続いて、位相回転補償部33は、シンボル52ごとに、式(8)に基づいて、S7で算出した位相ずれ補償量θ(t)分、S8で抽出されたデータ部62の各信号に逆回転をかけることによって、有効OFDM信号を補正する(S10)。これにより、パケット単位で、時間単位の位相回転量に応じて、データ部62の信号が、1シンボル内および複数シンボルに亘り追従補正される。 Subsequently, the phase rotation compensator 33 adds, for each symbol 52, the phase shift compensation amount θ n (t) calculated in S7 based on the equation (8) to each signal of the data unit 62 extracted in S8. The effective OFDM signal is corrected by applying reverse rotation (S10). As a result, the signal of the data section 62 is corrected for tracking within one symbol and over a plurality of symbols according to the amount of phase rotation in units of packets and in units of time.

次に、FFT部34は、補正後のデータ部62の信号に対しフーリエ変換を行うことで、有効OFDM信号をサブキャリア信号(ストリーム分離前のサブキャリア信号)に変換してチャネル等化する(S12)。   Next, the FFT unit 34 performs a Fourier transform on the corrected signal of the data unit 62, thereby converting the effective OFDM signal into a subcarrier signal (subcarrier signal before stream separation) and performing channel equalization ( S12).

MIMO処理部35は、MIMO検出により伝搬路を推定した後(S14)、MIMO等化を行う(S16)。つまり、受信信号から必要な信号(送信信号)のみが分離して取り出される。   After estimating the propagation path by MIMO detection (S14), the MIMO processing unit 35 performs MIMO equalization (S16). That is, only a necessary signal (transmission signal) is separated and extracted from the reception signal.

デマッピング部36は、MIMO処理部35から出力される分離後サブキャリア信号の複素平面上の信号点配置をデジタルビット列に変換する(S18)。   The demapping unit 36 converts the signal point arrangement on the complex plane of the separated subcarrier signal output from the MIMO processing unit 35 into a digital bit sequence (S18).

その後、デインターリーブ部37、ビタビ復号部38、およびデスクランブル部39による後処理が実行されることで(S20)、受信データが出力される。   Thereafter, post-processing is performed by the deinterleaving unit 37, the Viterbi decoding unit 38, and the descrambling unit 39 (S20), and the received data is output.

以上説明したように、本実施の形態に係るOFDM受信装置10では、位相回転補償部33によって動的キャリア周波数オフセットの影響が低減されるため、最終的に取り出される受信データの復元率を高めることができる。   As described above, in the OFDM receiving apparatus 10 according to the present embodiment, the influence of the dynamic carrier frequency offset is reduced by the phase rotation compensator 33, so that the restoration rate of the finally extracted received data is increased. Can be.

<実施の形態2>
本発明の実施の形態2に係るOFDM受信装置は、受信信号の位相回転を、時間領域だけでなく周波数領域においても補償する機能を有している。以下に、本実施の形態に係るOFDM受信装置について、実施の形態1と異なる点のみ詳細に説明する。
<Embodiment 2>
The OFDM receiving apparatus according to Embodiment 2 of the present invention has a function of compensating the phase rotation of the received signal not only in the time domain but also in the frequency domain. Hereinafter, the OFDM receiving apparatus according to the present embodiment will be described in detail only with respect to differences from the first embodiment.

図12は、本実施の形態に係るOFDM受信装置10のデジタル受信回路16に含まれる復元処理回路30Aの回路構成例を示すブロック図である。復元処理回路30Aは、図4に示した構成に加え、もう1つ位相回転補償部40を含んでいる。位相回転補償部40は、MIMO処理部35とデマッピング部36との間に配置され、位相回転補償部33による時間領域補正では対応できない(または対応できなかった)受信信号の位相回転を、周波数領域において補償する。すなわち、位相回転補償部40は、少なくとも送受信機間のサンプリング周波数のオフセットの影響を受けた受信信号の位相回転を、周波数領域において補償する。   FIG. 12 is a block diagram illustrating a circuit configuration example of the restoration processing circuit 30A included in the digital reception circuit 16 of the OFDM reception apparatus 10 according to the present embodiment. The restoration processing circuit 30A includes another phase rotation compensator 40 in addition to the configuration shown in FIG. The phase rotation compensating unit 40 is arranged between the MIMO processing unit 35 and the demapping unit 36. The phase rotation compensating unit 40 converts the phase rotation of the received signal that cannot be (or cannot be) processed by the time domain correction by the phase rotation compensating unit 33 into a frequency. Compensate in the area. That is, the phase rotation compensator 40 compensates at least the phase rotation of the received signal affected by the offset of the sampling frequency between the transmitter and the receiver in the frequency domain.

位相回転補償部40の詳細な機能の説明に先立ち、サンプリング周波数オフセットおよびその影響について説明する。図3に示したように、OFDM受信装置10は、A/Dコンバータ15にサンプリングクロックを与える発振回路24を含んでいる。OFDM送信装置90(図1)にも、IFFT(逆フーリエ変換)後の信号をD/A変換する際にサンプリングクロックを与える発振回路(図示せず)が含まれている。双方の発振回路はよほど高性能なものでない限り、サンプリング周波数にオフセットが生じる。サンプリング周波数のオフセットは、FFT後の受信信号に影響を及ぼす。   Prior to the detailed description of the function of the phase rotation compensator 40, the sampling frequency offset and its influence will be described. As shown in FIG. 3, the OFDM receiver 10 includes an oscillation circuit 24 that supplies a sampling clock to the A / D converter 15. The OFDM transmitting apparatus 90 (FIG. 1) also includes an oscillation circuit (not shown) that supplies a sampling clock when D / A-converting a signal after IFFT (inverse Fourier transform). Unless both oscillation circuits are very high-performance, an offset occurs in the sampling frequency. The sampling frequency offset affects the received signal after FFT.

具体的には、サンプリング周波数のオフセットが存在すると、i)切出したOFDMシンボル長が伸縮する、ii)パケットの後半になるにつれ、OFDMシンボルの切出し位置がずれる、という2つの影響が現れる。   Specifically, the presence of a sampling frequency offset has two effects: i) the length of the cut-out OFDM symbol expands and contracts; and ii) the cut-out position of the OFDM symbol shifts toward the latter half of the packet.

i)の影響は、キャリア周波数のオフセットΔfと同じく、キャリア間干渉を発生させる。その影響は、オフセット周波数をベースバンド帯域幅で除した値が大きいほど大きくなる。しかし、一般にベースバンド帯域幅はサブキャリア周波数間隔に比べて大きいため、サンプリング周波数オフセットの影響は、キャリア周波数オフセットの影響よりも小さいため無視できる。   The effect of i) causes inter-carrier interference as in the case of the carrier frequency offset Δf. The effect increases as the value obtained by dividing the offset frequency by the baseband bandwidth increases. However, since the baseband bandwidth is generally larger than the subcarrier frequency interval, the influence of the sampling frequency offset is smaller than the effect of the carrier frequency offset and can be ignored.

一方、ii)の影響は、特にIEEE802.11規格のように、パケット先頭のプリアンブルでチャネル等化を行うシステムにおいて、長いパケットを伝送する場合に影響が大きくなる。シンボル数が増加するにつれて切出し位置のずれが大きくなるためである。   On the other hand, the effect of ii) is particularly significant when a long packet is transmitted in a system that performs channel equalization using a preamble at the beginning of a packet, such as the IEEE 802.11 standard. This is because the shift of the cutout position increases as the number of symbols increases.

図13に示されるように、あるシンボル52yにおいて本来のシンボル52xの開始点からΔtだけ時間ずれが発生したとき、FFTの時間シフトが発生し、シンボル長に差異Δtが生じる。すなわち、FFT後の受信信号Y(f)は、元の送信信号X(f)より以下のように位相回転を受ける。   As shown in FIG. 13, when a time shift occurs by Δt from the start point of the original symbol 52x in a certain symbol 52y, a time shift of the FFT occurs, and a difference Δt occurs in the symbol length. That is, the received signal Y (f) after the FFT undergoes a phase rotation from the original transmitted signal X (f) as follows.

この場合、MIMO処理によって得られる各分離後サブキャリア信号に、位相回転が加わる。そうすると、複素平面上の信号点の配置に誤差が生じる。サンプリング周波数オフセット(Δt)がある場合、各ストリーム(受信1〜8)には、誤った位相回転が加わる。図16では、サンプリング周波数オフセットがある場合の分離後サブキャリア信号のプロット値の典型例が示されている。図16に示されるように、受信1〜8の全てのストリームにおいて周波数オフセットの影響を受けるため、全てのストリームにおいて、誤った位相回転が加わる。   In this case, a phase rotation is applied to each separated subcarrier signal obtained by the MIMO processing. Then, an error occurs in the arrangement of signal points on the complex plane. If there is a sampling frequency offset (Δt), an erroneous phase rotation is applied to each stream (receptions 1 to 8). FIG. 16 shows a typical example of plot values of the separated subcarrier signals when there is a sampling frequency offset. As shown in FIG. 16, all streams of receptions 1 to 8 are affected by the frequency offset, so that erroneous phase rotation is applied to all streams.

MIMO処理後に得られる分離後サブキャリア信号の位相回転は、キャリア周波数の残留オフセットがある場合にも生じる。時間領域で補正しきれていないキャリア周波数のオフセットが残っている場合、複素平面上の信号点配置に、残留位相差による収束点の偏移が現れるためである。   The phase rotation of the separated subcarrier signal obtained after the MIMO processing also occurs when there is a residual offset of the carrier frequency. This is because, when the carrier frequency offset that has not been completely corrected in the time domain remains, a shift of the convergence point due to the residual phase difference appears in the signal point arrangement on the complex plane.

したがって、受信データの復元率を向上させるためには、実施の形態1で示したキャリア周波数の補正のみでは限界がある。そこで、本実施の形態では、位相回転補償部40によって、サンプリング周波数オフセットおよびキャリア周波数の残留オフセットについてもデジタル補正することとしている。   Therefore, there is a limit to improving the restoration rate of received data only by correcting the carrier frequency shown in the first embodiment. Therefore, in the present embodiment, the phase rotation compensator 40 digitally corrects the sampling frequency offset and the residual offset of the carrier frequency.

位相回転補償部40は、各シンボルに埋め込まれた既知信号であるパイロットサブキャリアに基づき、周波数領域において、シンボル52yごとに、位相回転の変化量を線形近似(一次近似)し、その一次式に基づいてデータサブキャリアを補正する。なお、周波数領域におけるシンボル52yは、時間領域におけるシンボル52と区別して、「周波数領域シンボル」ともいう。位相回転補償部40の具体的な処理例については、図14のフローチャートを参照しながら説明する。   The phase rotation compensator 40 linearly approximates (linearly approximates) the amount of change in phase rotation for each symbol 52y in the frequency domain based on the pilot subcarrier that is a known signal embedded in each symbol. The data subcarrier is corrected based on the data subcarrier. Note that the symbol 52y in the frequency domain is also referred to as a “frequency domain symbol” in distinction from the symbol 52 in the time domain. A specific processing example of the phase rotation compensator 40 will be described with reference to the flowchart of FIG.

図14は、本実施の形態において実行される周波数領域補正処理を示すフローチャートである。この補正処理は、図10に示した受信データ復元処理におけるMIMO等化処理(S16)とデマッピング処理(S18)との間に挿入されるものとする。   FIG. 14 is a flowchart showing the frequency domain correction processing executed in the present embodiment. This correction process is inserted between the MIMO equalization process (S16) and the demapping process (S18) in the received data restoration process shown in FIG.

図14を参照して、位相回転補償部40は、MIMO処理部35から出力される分離後サブキャリア信号を、データサブキャリア(データ信号)とパイロットサブキャリア(パイロット信号)とに分割する(S32)。ここでは、たとえば、MIMO処理部35から出力される分離後サブキャリア信号が1シンボル52y当たり114個であり、108個のデータサブキャリアと6個のパイロットサブキャリアとに分割されるものとする。一例として、6,34,48,67,81,109番目のサブキャリアにパイロット信号が埋め込まれている。なお、パイロットサブキャリアの数は伝送帯域幅によって異なる。   Referring to FIG. 14, phase rotation compensation section 40 divides the separated subcarrier signal output from MIMO processing section 35 into a data subcarrier (data signal) and a pilot subcarrier (pilot signal) (S32). ). Here, for example, it is assumed that the number of separated subcarrier signals output from MIMO processing section 35 is 114 per symbol 52y, and is divided into 108 data subcarriers and 6 pilot subcarriers. As an example, pilot signals are embedded in the 6, 34, 48, 67, 81, and 109th subcarriers. Note that the number of pilot subcarriers differs depending on the transmission bandwidth.

次に、位相回転補償部40は、各ストリームの6個のパイロットサブキャリアから、周波数領域シンボル52yごとに、位相回転の変化量(平均)を一次近似で算出する(S34)。具体的には、まず、パイロットサブキャリアそれぞれについて、ストリーム1〜8の平均をとる。すなわち、記号k(=1,2,3,4,5,6)をパイロット番号、記号n(=1,2,3,4,5,6,7,8)をストリーム番号、記号P(k)を受信パイロット信号とすると、k番目の受信パイロット信号の平均PAVG(k)は、次式(10)で表わされる。 Next, the phase rotation compensator 40 calculates the amount (average) of the phase rotation by linear approximation for each frequency domain symbol 52y from the six pilot subcarriers of each stream (S34). Specifically, first, an average of streams 1 to 8 is obtained for each pilot subcarrier. That is, the symbol k (= 1, 2, 3, 4, 5, 6) is a pilot number, the symbol n (= 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) is a stream number, and the symbol P n ( Assuming that k) is a received pilot signal, the average P AVG (k) of the k-th received pilot signal is represented by the following equation (10).

次に、k番目の受信パイロット信号のストリーム平均と既知のパイロット信号とを比較して、誤差を算出する。言い換えると、次式(11)に示されるように、k番目の受信パイロット信号のストリーム平均と既知のパイロット信号の複素共役PREF(k)とを乗算して、位相回転した信号P(k)を算出する。 Next, an error is calculated by comparing the stream average of the k-th received pilot signal with a known pilot signal. In other words, as shown in the following equation (11), the stream average of the k-th received pilot signal is multiplied by the complex conjugate P REF (k) * of the known pilot signal, and the phase-rotated signal P d ( k) is calculated.

この場合、平均の位相回転の変化量θ(k)は、算出した信号P(k)の偏角として、次式(12)として表される。 In this case, the average phase rotation change amount θ (k) is expressed as the following equation (12) as the argument of the calculated signal P d (k).

位相回転補償部40は、図15に示されるように、6個のパイロット信号の位相回転量(平均)から、シンボル単位の位相回転の変化量を線形近似する。線形近似された一次式の傾きは、あるシンボルにおけるサンプリング周波数オフセットΔtによる影響を表わしている。   As shown in FIG. 15, the phase rotation compensator 40 linearly approximates the amount of phase rotation change in symbol units from the phase rotation amounts (average) of the six pilot signals. The slope of the linear expression that is linearly approximated represents the influence of the sampling frequency offset Δt in a certain symbol.

このようにしてシンボル単位で一次式が算出されると、位相回転補償部40は、各ストリームにおいて、周波数領域シンボル52yごとの、データサブキャリアy(f)の位相ずれθ(f)をそれぞれ算出する(S35)。記号f(=1,2,・・・108)はデータサブキャリア番号を示す。その後、位相回転補償部40は、各ストリームにおいて、算出された位相ずれθ(f)に応じて、データサブキャリアy(f)をそれぞれ補正する(S36)。具体的には、次式(13)によって、全てのデータサブキャリアy(f)に対して、算出された位相ずれθ(f)分だけ逆回転を行う。   When the linear expression is calculated for each symbol in this manner, the phase rotation compensator 40 calculates the phase shift θ (f) of the data subcarrier y (f) for each frequency domain symbol 52y in each stream. (S35). Symbol f (= 1, 2,... 108) indicates a data subcarrier number. Thereafter, the phase rotation compensator 40 corrects the data subcarrier y (f) in each stream according to the calculated phase shift θ (f) (S36). Specifically, reverse rotation is performed for all data subcarriers y (f) by the calculated phase shift θ (f) according to the following equation (13).

このように、位相回転補償部40は、周波数領域シンボル52y単位で、全ストリームに共通の一次式を作成した後、その一次式と各データサブキャリアとの位相差(位相ずれ)を算出する。そして、1シンボル内において、算出された位相差によってデータサブキャリアの追従補正を行う。したがって、周波数領域シンボル52yごとに最適な位相逆回転が行われるため、動的に変化するサンプリング周波数オフセット、および、キャリア周波数の残留オフセットを、適切にデジタル補正することができる。   In this way, the phase rotation compensator 40 creates a linear expression common to all streams for each frequency domain symbol 52y, and then calculates the phase difference (phase shift) between the linear expression and each data subcarrier. Then, within one symbol, the tracking correction of the data subcarrier is performed based on the calculated phase difference. Therefore, the optimal phase reverse rotation is performed for each frequency domain symbol 52y, so that the dynamically changing sampling frequency offset and carrier frequency residual offset can be appropriately digitally corrected.

また、周波数領域においても、シンボル52yの位相回転の変化量θ(k)として、複数ストリームの回転量の平均値が用いられるため、ストリームごとに位相回転の変化量を算出して各ストリームの受信信号を補正するよりも、回路規模を小さくすることができる。   Also, in the frequency domain, since the average value of the rotation amounts of a plurality of streams is used as the phase rotation change amount θ (k) of the symbol 52y, the phase rotation change amount is calculated for each stream to receive each stream. The circuit scale can be reduced as compared with the case where the signal is corrected.

以上説明したように、本実施の形態では、時間領域だけでなく、周波数領域においても受信信号の位相回転を補償するため、デマッピング部のプロット値の変化を最大限抑えることができる。したがって、受信データを正しく取り出すことができる。   As described above, in the present embodiment, since the phase rotation of the received signal is compensated not only in the time domain but also in the frequency domain, the change in the plot value of the demapping unit can be suppressed to the maximum. Therefore, the received data can be correctly extracted.

なお、各実施の形態では、ストリーム数が8個である例を示したが、それより多い場合であっても(たとえば、16×16MIMO方式)、受信データの劣化を最小限に抑えることができる。   In each embodiment, an example in which the number of streams is eight has been described. However, even when the number of streams is larger (for example, 16 × 16 MIMO scheme), deterioration of received data can be minimized. .

また、各実施の形態では、OFDM受信装置10を例に説明したが、受信する伝送信号が冗長部とデータ部とで構成されたシンボルを伝送単位とし、時間領域において、冗長部の信号を用いてシンボル全体の位相回転の変化量が算出できる装置であれば、OFDM方式以外のマルチキャリア伝送方式の無線受信装置であってもよい。   Further, in each embodiment, the OFDM receiver 10 has been described as an example. However, a transmission signal to be received is a symbol formed of a redundant part and a data part as a transmission unit, and a signal of the redundant part is used in a time domain. As long as the apparatus can calculate the amount of change in the phase rotation of the entire symbol, a wireless receiver of a multicarrier transmission scheme other than the OFDM scheme may be used.

また、各実施の形態に示したOFDM受信装置10のうち、受信データを復元する受信データ復元装置として、デジタル受信回路16の機能だけを提供してもよい。このような受信データ復元装置は、ストリーム単位で、ベースバンド帯域の伝送信号をデジタル処理することによって、受信データを復元する。   Further, of the OFDM receiver 10 shown in each embodiment, only the function of the digital receiving circuit 16 may be provided as a received data restoring device for restoring received data. Such a received data restoring device restores received data by digitally processing a baseband transmission signal on a stream basis.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10 OFDM受信装置(無線受信装置)、11(11a〜11h) 受信アンテナ、13 直交復調器、14 局部発振回路、15 A/Dコンバータ、16 デジタル受信回路(受信データ復元装置)、21 水晶発振器、22 位相同期回路、23 電圧制御発振器、24 発振回路、30,30A 復元処理回路、31 同期部、32 GI除去部、33,40 位相回転補償部、34 FFT部、35 MIMO処理部、36 デマッピング部、37 デインターリーブ部、38 ビタビ復号部、39 デスクランブル部、90 OFDM送信装置、91(91a〜91h) 送信アンテナ。   Reference Signs List 10 OFDM receiver (wireless receiver), 11 (11a to 11h) receive antenna, 13 quadrature demodulator, 14 local oscillator circuit, 15 A / D converter, 16 digital receiver circuit (received data recovery device), 21 crystal oscillator, Reference Signs List 22 phase synchronization circuit, 23 voltage controlled oscillator, 24 oscillation circuit, 30, 30A restoration processing circuit, 31 synchronization section, 32 GI removal section, 33, 40 phase rotation compensation section, 34 FFT section, 35 MIMO processing section, 36 demapping Unit, 37 deinterleave unit, 38 Viterbi decoding unit, 39 descramble unit, 90 OFDM transmitter, 91 (91a to 91h) transmission antenna.

Claims (6)

MIMO方式によってマルチキャリア伝送を行う無線通信システムに用いられる受信装置であって、
複数ストリームの送信信号を受信する複数の受信アンテナと、
前記各受信アンテナにおいて受信されたRF帯域の信号を復調し、ベースバンド帯域の信号を出力する復調手段と、
前記ストリーム単位で、前記ベースバンド帯域の伝送信号をデジタル処理することによって、受信データを復元するデジタル処理手段とを備え、
前記デジタル処理手段は、
前記伝送信号を構成するシンボルごとに、冗長部の信号を除去してデータ部の信号を抽出する抽出手段と、
前記シンボルごとに、前記冗長部の信号を用いて算出された前記シンボル全体の位相回転の変化量を線形近似することによって、前記データ部の時間単位の位相回転量を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された時間単位の位相回転量に基づいて、前記データ部の信号を信号ごとに個々に補正して、パケット単位で、1シンボル内および複数シンボルに亘り前記データ部の信号を追従補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された前記データ部の信号を、サブキャリア信号に変換する変換手段とを含み、
前記補正手段は、各シンボルにおいて、前記時間単位の位相回転量に前のシンボルの位相回転量を加算することによって、前記データ部の各信号の位相ずれ補償量を算出し、算出した前記位相ずれ補償量分だけ、前記データ部の各信号に逆回転をかけることによって、前記データ部の信号を補正する、無線受信装置。
A receiving device used in a wireless communication system that performs multicarrier transmission by a MIMO method,
A plurality of receiving antennas for receiving a plurality of streams of transmission signals;
Demodulating means for demodulating an RF band signal received at each of the receiving antennas and outputting a base band signal;
Digital processing means for restoring received data by digitally processing the baseband transmission signal in units of the stream,
The digital processing means,
Extracting means for removing a signal of a redundant part and extracting a signal of a data part for each symbol constituting the transmission signal;
Estimating means for estimating a time-based phase rotation amount of the data portion by linearly approximating a change amount of a phase rotation of the entire symbol calculated using the signal of the redundant portion for each symbol,
The signal of the data section is individually corrected for each signal based on the phase rotation amount in time unit estimated by the estimating means, and the signal of the data section is divided into one symbol and a plurality of symbols in packet units. Correction means for performing tracking correction;
A conversion unit that converts the signal of the data portion corrected by the correction unit into a subcarrier signal,
The correction means calculates, in each symbol, a phase shift compensation amount of each signal of the data portion by adding a phase rotation amount of a previous symbol to the phase rotation amount in time units, and calculates the calculated phase shift amount. A wireless receiving apparatus for correcting a signal of the data part by applying a reverse rotation to each signal of the data part by a compensation amount .
シンボルnにおける位相ずれ補償量θn(t)は、
として算出される、請求項に記載の無線受信装置。
The phase shift compensation amount θn (t) for the symbol n is
The wireless receiving device according to claim 1 , wherein the value is calculated as:
前記デジタル処理手段は、前記複数のストリームそれぞれに対し前記冗長部の信号を用いて算出される回転量の平均値として、前記シンボル全体の位相回転の変化量を算出する手段をさらに含む、請求項1または2に記載の無線受信装置。 The digital processing unit further includes a unit that calculates a change amount of a phase rotation of the entire symbol as an average value of a rotation amount calculated using a signal of the redundant unit for each of the plurality of streams. 3. The wireless receiving device according to 1 or 2 . 前記デジタル処理手段は、
前記変換手段から得られるサブキャリア信号をストリームごとに分離して、分離後サブキャリア信号に変換するMIMO処理手段と、
周波数領域シンボルごとに、前記分離後サブキャリア信号に含まれるパイロットサブキャリアに基づき位相回転の変化量を線形近似し、一次式を算出する線形近似手段と、
前記線形近似手段により算出された一次式に基づいて、前記周波数領域シンボルごとの、前記分離後サブキャリア信号に含まれるデータサブキャリアそれぞれの位相ずれを算出し、前記位相ずれ分、前記データサブキャリアをそれぞれ逆回転させるサブキャリア補正手段とをさらに含む、請求項1〜のいずれかに記載の無線受信装置。
The digital processing means,
MIMO processing means for separating a subcarrier signal obtained from the conversion means for each stream and converting the separated subcarrier signal into a separated subcarrier signal;
For each frequency domain symbol, linear approximation means for linearly approximating the amount of change in phase rotation based on pilot subcarriers included in the separated subcarrier signal, and calculating a linear expression,
Based on the linear equation calculated by the linear approximation unit, for each of the frequency domain symbols, calculate a phase shift of each data subcarrier included in the separated subcarrier signal, and calculate the phase shift and the data subcarrier. The radio receiving apparatus according to any one of claims 1 to 3 , further comprising: a subcarrier correction unit configured to reversely rotate the subcarriers.
前記線形近似手段は、前記パイロットサブキャリアそれぞれについて前記複数のストリームの平均値を用いて、前記周波数領域シンボルごとの一次式を算出する、請求項に記載の無線受信装置。 The radio receiving apparatus according to claim 4 , wherein the linear approximation unit calculates a linear expression for each of the frequency domain symbols using an average value of the plurality of streams for each of the pilot subcarriers. ストリーム単位で、ベースバンド帯域の伝送信号をデジタル処理することによって、受信データを復元する装置であって、
前記伝送信号を構成するシンボルごとに、冗長部の信号を除去してデータ部の信号を抽出する抽出手段と、
前記シンボルごとに、前記冗長部の信号を用いて算出された前記シンボル全体の位相回転の変化量を線形近似することによって、前記データ部の時間単位の位相回転量を推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された時間単位の位相回転量に基づいて、前記データ部の信号を信号ごとに個々に補正して、パケット単位で、1シンボル内および複数シンボルに亘り前記データ部の信号を追従補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された前記データ部の信号を、サブキャリア信号に変換する変換手段とを備え、
前記補正手段は、各シンボルにおいて、前記時間単位の位相回転量に前のシンボルの位相回転量を加算することによって、前記データ部の各信号の位相ずれ補償量を算出し、算出した前記位相ずれ補償量分だけ、前記データ部の各信号に逆回転をかけることによって、前記データ部の信号を補正する、受信データ復元装置。
An apparatus for restoring received data by digitally processing a transmission signal of a baseband in a stream unit,
Extracting means for removing a signal of a redundant part and extracting a signal of a data part for each symbol constituting the transmission signal;
Estimating means for estimating a time-based phase rotation amount of the data portion by linearly approximating a change amount of a phase rotation of the entire symbol calculated using the signal of the redundant portion for each symbol,
The signal of the data section is individually corrected for each signal based on the phase rotation amount in time unit estimated by the estimating means, and the signal of the data section is divided into one symbol and a plurality of symbols in packet units. Correction means for performing tracking correction;
A conversion unit that converts the signal of the data portion corrected by the correction unit into a subcarrier signal,
The correction means calculates, in each symbol, a phase shift compensation amount of each signal of the data portion by adding a phase rotation amount of a previous symbol to the phase rotation amount in time units, and calculates the calculated phase shift amount. A received data restoring device for correcting a signal of the data part by applying reverse rotation to each signal of the data part by a compensation amount .
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